JPS6050269A

JPS6050269A - プランジヤ用サ−ボピストンの制御装置

Info

Publication number: JPS6050269A
Application number: JP15689383A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Saito; 篤斎藤
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1983-08-27
Filing date: 1983-08-27
Publication date: 1985-03-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、プランジャ用サーボピストンのＩＩＪ御装置
に関し、詳しくは、ディーゼル機関用の吸・排気弁の制
御装置または燃料噴射装置に用いるサーボピストンの制
御装置に関する。

周知のように、ディーゼル機関の燃料噴射装置の機能は
、燃焼室内の高圧・高温となった空気内へ燃料を高圧・
噴霧状態で噴射することであり、一方、機関の発生する
トルクは、燃焼する燃料量によって決まるので、その燃
焼室内に噴射する燃料相を、正確に制御する機能が必要
である。さらに噴射の時間的条件として噴射時期、噴射
期間、噴射率および噴霧の状態などは、燃焼室形状と結
合１−１混合気の形成、燃焼パターンを決定するため、
機関性能、排気状態、排気煙濃度に大きく影響する。そ
のため、各種の外部条件に適合した細かい噴射−制御を
行うよう電子技術を利用した燃料システムが各種提案さ
ハ、久しい。

この市子噴射装Ｍけ、端的１こいえば、燃料供給ポンプ
から送らｈた燃料は、圧力管内で圧力調節弁ｌこよって
、一定に保たれ、コンピュータカラの指令で噴射ノズル
駆動用のソレノイドパルプが作動してニードルを開き、
噴射ノズルより噴射されるが、その噴肘旬はｍ−ドルが
磁石に吸引されて上昇している時間によって規制される
。この電子噴射装置をディーゼル機関用に適用した場合
、電子制御を油圧制御に変換し、油圧でもって従来同様
、噴射ノズルを制御する方策がとられている。

すなわち、ディーゼル機関用燃料噴射装置において、噴
射ノズル１こ設けられたノズル油溜室の圧力によりニー
ドルが昇降するが、このノズル油溜室と連通するナーボ
ピストン室へ低圧燃料を、ソレノイドによって駆動され
るスプール弁を介して、導入し、このサーボピストンを
降下させて、前記ノズル油溜室の油圧を加圧し、従来の
機械式燃料噴射ポンプと同様、−一ドルを押し」二げ、
高圧燃料を噴射する方策がとられている。

例えば実開昭５７−８０６５６号公報でその１例が提案
されている。この提案の骨子を絹込んだ第１図でこれを
説明する。

先ず構成をいえば、１は燃料タンク、２Ｖｉ燃判油用の
フィルタ、３け燃料油相の燃Ｐ１ｇｌｉ給ポンプ。

４Ｆｉ燃料油川の圧力調整弁、６Ｖｉナーポピストン、
７１１ｔプランジヤ、８は噴射ノズル、９はフライホイ
ル、１０＃−を回転位相角センナ−１１１はソレノイド
コイル、１２Ｖｉ該ソレノイドコイル１１のソレノイド
パルプとしてのスプール弁で本来軽く操作できるもので
あり５１３けスプール弁室流入口、１４は作ｌＩσｊΔ
１］流出口、１６はナーボピストン室、１７Ｉ″ｉナー
ポピストン室用の流出口、１’８　Ｖｉ７’ランジャ室
、１９はノズル油溜室、２０はアクティブコア、２１Ｖ
ｉナプライバルグ、２２は上部ソレノイドパルゲスプリ
ング、２３け下部ソレノイドパルプスプリング、２４け
アジャストボルト、２７は作ｌのｆｆ１ｌタンク、２８
Ｖｉ作動油川フィルタ、２９は低圧の作ｄｄｊ油用供給
ポンプ、３０は作動油用圧力調整弁を示す。

その作１１１１のｌ！Ｉ　？ｈ、次のようである。

（１）マイクロコンピュータ５０け、機関本体Ｈのフラ
イホイル９に近接設置した回転位相角センナ−１０から
の信りを演算１２、燃料噴射弁Ａにおけるソレノイドコ
イル１１の通電時期と通電遮断時期とを制御する。

■燃料油相の供給ポンプ３と作動油側の供給ポンプ２９
とは機関本体Ｅより常時駆動され、−γキ葦−ムレータ
５１．５２に蓄圧されている。アキュームレータ５２よ
り約１５Ｋｙ／ｄの燃料油はナプライパルプ２１を押し
下げ、プランジャ室１８．ひいてはノズル油溜室１９に
充填される。一方、アキュームレータ５１より１５０〜
４５ｆｌＫｆ／ｃＪ　の作動油はスプール弁１２によっ
て遮断されている。

■そこで、機関を運転し圧縮・膨張行程時１こソレノイ
ドコイル１１に通電するので、アクティブコア２０が第
１図の、Ｅ方に吸引され、ソレノイドパルプとしてのス
プール弁１２が下部ソレノイドパルプスプリング２３の
付勢も加わり、押し上げられ流入口１３を開くので、作
動油はナーボピストン室１６へ流入し、ナーボピストン
６を押し下げる。ここで、プランジャ室１８の燃料油は
ナーボピストン６とプランジャ７の横断面積比に増大さ
れ、高圧油に形成されてノズル油溜室１９に圧送され、
ノズル８から噴射される。

■次に、機関の吸・排気行程時にはソレノイドコイル１
１への通電が遮断するので、アクｆ４プコア２０とスプ
ール弁１２とは、を部ソレノイドパルプスプリング２２
の押圧力が下部ソレノイドパルプスプリング２３の上方
押圧力より大きいので、下方に押し下げられる。その結
果、前記■の状態となって、ナーボピストン室１６の作
動油は流出口１７　、スプール弁１２のスプールを経由
して作動泪Ｉタンク２７へ戻る。

以にの説明及び第１図の図示内容から明らかなように、
実開１１／（５７−８０６５６号公報記載等のものでに
、リーーボピストン室１６への作０１油流出入をスプー
ル弁１２のみで制御している。ところが、機関が高速化
するにしたがい、燃料を高圧状態で短時間に噴射するた
め１こけ、当該ナーポピストン室へ作動油を短時間に流
入させる必要があるが、スプール弁１２を駆動するソレ
ノイドのアクｒ（プコア２０を高速度で作動させるため
１こけ、アクティブコアの作ａノストロータを短くし、
さらにその重量を軽くする必要があり、その上、第１図
のようなスプール弁のみでナーボピストン室への流入口
面積を十分に確保しようとすると、スプール弁の横断面
積と重量とが大きくなり、それに応じてソレノイドも大
きくなり、その作動する往復速度も遅くなり、最大噴射
量が多く必要とする大形機関用の燃料噴射ポンプにとっ
て特ｌこ留意が伏在している。

また、持分１１Ｒ５４−３５２５４号公報で他の例が紹
介されているが、こｈは、第１図の部品名を借りて説明
すれば、ナーポピストン室への１０をスプール弁で開閉
し、該スプール弁５．ソレノイドパルグと一体になった
球形の可動弁の開閉作動によって、該スプール弁の端面
に作用する油圧力を調整して、作動させるようにしたも
のである。ところが、機関高速・高出力化のために、可
動弁の流出入口面積及びスプール弁の端面を大きくする
場合は、ソレノイドパルプの質量も大きくなるので、そ
の駆動のため強力なツレメイドが必要となってくる。

以上の事情から、本発明者らは、特開昭５７−９１３６
７号公報ｌ号公報上う１こ、スプール弁の代りにコニカ
ルパルプを採用し、前記特公昭５４−３５２５４号公報
の問題点を解消しようと試みだ。

すなわち、これを第２図に示すが、同−又は均等部分は
同一符号で示し、その説明を省略する。第２図で１刀換
介５は図示のようにコニカルパルプを用い、訪コニカル
パルグの開閉によりナーボピストン室１６への作１の油
の流入を制御しており、該コニカルパルプの背圧の調整
をソレノイドパルプ６０としてのポペットパルプ部６１
のバルブシートで行っている。そのため、バルブシート
面積を小さくして吸引荷重の小さなソレノイドを使用す
ることができるようにしている。

ところが、この特開昭５７−９１３６７り分轄のもノテ
モ、マタ、＠記持分ｒ！１５４−３５２５４公報のもの
にも、ツレメイドパルプとして、ポペットバルブを用い
ることによる他の問題点が伏在することがＩ’ｌｌ明し
た。すなわち、これらポペットバルブｌこｄ、に下の２
つの弁座の受圧面積差と作動油圧とにより、ポペットパ
ルプを駆動するソレノイドの所要１１１１力が本来軽操
作で駆動できるスプール弁を用いた際の所要り山男」：
りかなり大きくなり、ソレノイドの所要容柑、大きさ、
発熱によるソレノイド性能変化が大きくなるといった問
題点が新たに判明１−だ。

そこで本発明は、これら従来技術の諸問題点を鼻一挙に解消することに鑑みて創作されたもので、小形・
コンパクトなソレノイドでもって、高速かつ高圧化され
たプランジャ用ナーボピストンの制御装置を提供しよう
とする。

以下、本発明の構成を第３図に示す実施例により説明す
るが、第３図に示すものは、第１図または第２図のもの
の同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

第３図において、高圧形成用のプランジャ７の基部に設
けられたナーポピストン６を押し下げる作動油Ｈ，アキ
ュームレータ５１より、切換弁５を介して直接ナーボピ
ストン室１６へ流入する。

この径路は第２図のものと同じであるか、本実施例では
、特に切換弁５の制御をソレノイドパルプとしてのスプ
ール弁１２の摺動によって行っている。すなわち、第３
図に示す状態は、機関の圧縮・膨張行程時で、ソレノイ
ドコイル１１に通電し、アクティブファ２０が上方に吸
引され、ソレノイドパルプとしてのスプール弁１２が押
し１げられ、アキュームレータ５１からの作動油の分岐
路である流入口１３がスプール弁１２のランドによって
塞がハ、切換弁５の背部に作ｕｊ油が遮断され、切換弁
５はアキュ−ムレータ５１からの作動油により押しトげ
られ開き、大中の作ｔｔｈ油がナーボピストン室１６へ
流入する。

機関の吸・排気行稈時にはソレノイドコイル１１への通
電が遮断するので、アクｆイブコア２０がソレノイドパ
ゾルスプリング２２により押し下げらハ、スプール弁１
２も同行し、流入口１３が切換弁５の背部と沖通し、ｌ
７７ｗ弁５は作動油と内部のスプリング５により閉じる
。その結果、燃料油の圧力によって、ナグライバルプ２
１を開き、次いでプランジャ７を押し上げ、ナーボピス
トン室１６の作＃ＩＩＴ４（を作ｄσ）油タンク２７へ
戻す。

ここで、切換弁５は弁座がナーボピストン室１６への流
１人口であり、背部の切換弁室１５にスプリング５が内
蔵され常ｌこ弁座を６座させるよう付勢され、かつ、ス
プール弁１２にて背部に流入する作動／Ｉｌ＋が加圧な
らびに減圧さハ１、更に外周部にす−ボビストン室１６
からの作動油流出環状溝５３を設けている。したがって
、本発明の切換弁は一般のコーカルパルグに限定する必
要はない。

以上型するに本発明は、超高圧形成用のプランジャの基
部にナーボピストンを設け、該ナーボピストンが摺動す
るナーボピストン室の高圧作動油流入口１こ往復動によ
って開閉する切換弁を設け、該切換弁の背部の切換弁室
に前記作動油よりの分岐路を臨設し、該分岐路途中に、
スプール弁からなるソレノイドパルプを介在させ、該ス
プール弁の摺動により前記切換弁の往復動を制御するプ
ランジャ用ナーポピストンであるから次の効果を有する
。

■ナーボピストン室への作動油流入口には切換弁が設け
られているので、大側の作動油がナーボピストンに流入
し、プランジャの超高圧形成に資するとともに、該切換
弁をスプール弁を介して制御しているので、切換弁室の
容積はナーボピストン室の容積より小さくできる。した
がって、切換弁室を加圧または減圧するスプール弁は小
径かつ短かいストロークでよく、運動部質量も軽くでき
る。

（リソレノイドパルグにスプール弁を用いだので。

ソレノイドパルプの軸方向の油圧力が小さく、したがっ
て、所要のソレノイド力が小さくてよく、ソレノイドが
小形コンパクト１こなり、しかも、前記■よりスプール
弁が小さくなることと相捷って、ソレノイドの高速化、
小形化がｉｒ能となり、発熱によるソレノイドの変化を
防き、安定したプランジャ運りσ１が得らハ４、信頼性
の高い超高圧油が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図６従来例の説明図、第２図は他の従来例の８）１
．明ｌン１、第３図は本発明の１実施例の説明図を示す
。訃（７Ｊ換弁、６・・・ナーホピストン、７・・・プラ
ンジャ、１１・・・ソレノイドコイル、１２・・・スプ
ール弁、１３・・・ｌが、入［１，１５・・・切換弁室
、１６・・・ナーポピストン室、２０・・・アク分イグ
コア。代理人　弁理士　岡　部　吉　彦４６Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

超高圧形成用のプランジャの基部にナーポピストンを設
け、該ナーポピストンが摺動するナーボピストン室の作
動油流入口に、往復動によって開閉する切換弁を設け、
該切換弁の背部の切換弁室に、前記作動油よりの分岐路
を臨設し、該分岐路途中に、スプール弁からなるソレノ
イドパルプを介在させ、該スプール弁の摺動により前記
切換弁の往復動を制御するプランジャ用サーボピストン
の制御装置。